EP2520817B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen Download PDF

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EP2520817B1
EP2520817B1 EP12000794.3A EP12000794A EP2520817B1 EP 2520817 B1 EP2520817 B1 EP 2520817B1 EP 12000794 A EP12000794 A EP 12000794A EP 2520817 B1 EP2520817 B1 EP 2520817B1
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EP
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brake
clearance
evaluation unit
sensed
event
Prior art date
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Thomas Wittmann
Stephan Wellner
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MAN Truck and Bus SE
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MAN Truck and Bus SE
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Publication date
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    • F16D66/02—Apparatus for indicating wear
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    • F16D66/023—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness directly sensing the position of braking members
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    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring the brake lining wear and the clearance of a service brake in motor vehicles, in particular in commercial vehicles, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for monitoring the brake lining wear and the clearance of a service brake in motor vehicles, in particular in commercial vehicles , according to the preamble of claim 4.
  • a method and a device for a compressed air-operated service brake of a motor vehicle is described in US Pat DE 42 12 407 A1 , according to which the brake lining thickness (wear indicator) on the one hand and the instantaneous clearance on the other by evaluating the output signals of a rotation angle sensor of an adjusting device are determined via a rotary potentiometer switched on in the brake actuation chain for each vehicle wheel and an electronic evaluation unit.
  • an evaluation device that detects the value of the output signal of the angle of rotation sensor determines the signal difference to the previous signal value with every change in the output signal and determines or calculates the instantaneous clearance from this signal difference.
  • the clearance is understood to mean the distance between the respective brake linings and the associated friction partners on the vehicle wheel; the clearance must not be too large in order not to impair the functionality of the service brake (response behavior, brake pedal travel, etc.).
  • the signal difference is continuously recorded based on a regular clearance of 0.8 mm, for example, and a warning signal is generated depending on the determined deviation or increase in the clearance when the clearance is too large.
  • This warning signal is intended to induce the vehicle driver to carry out repeated brake actuations in quick succession in order to reduce the air gap again via the automatic adjustment devices integrated into the actuation chain of the brake actuation or to indicate technical malfunctions.
  • a clearance is calculated here from a sensor signal from a rotation angle sensor.
  • the EP 0 460 376 A2 describes a brake actuation device with a device for readjusting a brake.
  • the U.S. 5,992,579 A shows a method and a device for detecting an incorrectly set clearance adjustment for brakes.
  • the DE 195 34 854 A1 shows an operating lever for a brake.
  • the object of the invention is therefore to develop a generic method for monitoring the brake lining wear and the clearance of a service brake in motor vehicles, in particular in commercial vehicles such as trucks and buses, with almost no additional effort in such a way that an even better monitoring of the clearance is achieved. It is also an object of the present invention to provide a suitable device for carrying out such a method.
  • a method for monitoring the brake lining wear and the clearance of a service brake in motor vehicles, especially in commercial vehicles, with at least one travel sensor per wheel brake is proposed, which is switched into the actuation chain of the brake actuation and which is connected to an electronic evaluation unit where the displacement sensor signals the lining wear and at the same time the air gap is detected by means of the evaluation unit in such a way that a warning display is activated in the event of a defined increase in the air gap recorded with reference to a predetermined target air gap and thus an excessive air gap.
  • the displacement sensor and the evaluation unit are designed in such a way that by evaluating the signal difference of the displacement sensor signals when the service brake is actuated and not actuated, a current clearance is recorded as the actual clearance and thus any deviation of the clearance from the target clearance can be detected.
  • the warning display can be activated both in the event of a defined overshoot recorded with reference to the specified target clearance and thus too large a clearance, as well as a defined undershoot recorded with reference to the specified target clearance and thus too little or no clearance, for example by storing a warning signal in an electronic braking system (EBS).
  • EBS electronic braking system
  • the solution according to the invention can also be used to activate and / or output a warning signal or a warning display from the evaluation unit in those cases in which there is an insufficient signal difference due to insufficient clearance or no signal difference due to no clearance.
  • the sensor units for lining wear detection are already available as standard, there is no significant additional component expense and there is increased operational reliability for brake systems, since the values can be recorded electronically and, for example, evaluated on-board. This enables the clearance to be checked without dismantling the disk wheels. The clearance no longer has to be checked manually.
  • the warning signal is thus also generated via the evaluation unit with a clearance monitoring system according to the invention when the brake system is not or is closed, for example in the event of a malfunction in the wear adjustment There is little clearance, which could lead to the vehicle brake overheating due to the constant frictional contact between the brake linings and the rotating friction partner (e.g. a brake disc).
  • the displacement sensor functionally connected to an infeed device detects the changing position of the infeed device when the service brake is actuated as a first signal value.
  • the displacement sensor detects a second signal value even when the service brake is not actuated and the brake linings lifted from the brake disc by a defined clearance, so that the signal difference, in particular the voltage difference, between the first and second signal values can then be compared by means of the evaluation unit, in which case that the signal difference exceeds a comparison or threshold value stored in the evaluation unit, too large a clearance is determined and, in the event that the signal difference falls below a comparison or threshold value stored in the evaluation unit, too small a clearance is determined and accordingly by the evaluation unit in each case a warning signal is activated.
  • This monitoring can take place continuously or at regular intervals at defined times.
  • the priority of the evaluation unit generates at least two different warning signals to which different warning levels are assigned.
  • a warning signal (optically and / or acoustically) indicating a defined irregular clearance can be assigned a higher priority than a warning signal having a lower priority.
  • the warning signal with a higher priority calls for the fastest possible check of the brake system and / or causes a reduction in the speed of the motor vehicle in order to counteract any overheating of the brake system caused by too little or no clearance or, if the clearance is too large, an impairment of the Exclude braking effect.
  • the warning signal with the higher priority can also only be generated if too little clearance is detected.
  • the respective displacement sensors are integrated directly into the brake calipers of the disc brakes as linear sensors or with defined brake applications capture.
  • a particularly precise detection of the clearance can thus be achieved by eliminating any empty clearances, component tolerances, etc. in the operating chain of the service brake or directly measuring the travel of the brake linings or the lining carriers.
  • the evaluation unit of the displacement sensors can be implemented in the electronic control unit of the service brake, which means that additional components or electrical lines, etc. can be omitted and the control unit only needs to be modified accordingly.
  • 10 denotes a brake caliper which forms part of a disc brake of a vehicle wheel of a motor vehicle and whose brake linings with lining carriers 12, 14 can be pressed against a brake disc 16 (only partially shown) via an infeed unit of the service brake of the motor vehicle (not shown).
  • the brake caliper 10 can be of a known type and is shown and described only to the extent necessary for an understanding of the present invention.
  • a linear displacement sensor 18 is integrated into the brake caliper 10, which is functionally connected with its housing 18a to the feed device or a hydraulic piston (not visible) and with its measuring probe 18b to the housing 10a of the brake caliper 10 is connected and which, when the service brake is actuated, detects the changing position of the delivery device relative to the housing 10a of the brake caliper 10 as a signal value a.
  • the brake linings with the lining carriers 12, 14 are lifted from the brake disc 16 by an accumulated clearance s, the displacement sensor 18 then emitting a second signal value b which is different from the signal value a.
  • the linear displacement sensor 18 can be embodied in a known manner as a magnetic field sensor which, depending on the depth of immersion, emits different voltage values which are transmitted to an electronic control unit 20 of the service brake of the motor vehicle, which is only indicated.
  • signals vl, vr, hl, hr from front and rear, left and right vehicle wheels or their brake calipers 10 with integrated displacement sensors 18 in control unit 20 can be evaluated as described below.
  • a brake signal B and a brake pressure signal P for detecting the operating state of the brake system are fed to control unit 20.
  • the signal value a of the displacement sensors 18 is used when the service brake is actuated to detect the wear of the brake linings 12, 14. If the value a of one of the brake calipers 10 is below a defined threshold or signal value a, a first warning signal is generated via the electronic control unit 20, which for example a warning light 22 of lower priority (for example glowing yellow) is activated.
  • a warning light 22 of lower priority for example glowing yellow
  • the warning signal can be designed as a holding circuit and always remains set when the motor vehicle is started up until the brake linings 12, 14 are replaced if necessary.
  • the wear indicator 22 takes place in a known manner so early that there is no immediate impairment in the functionality of the service brake and the current operational capability of the motor vehicle is reliably given.
  • the signal difference or voltage difference between the signal values a and b is compared via the control device 20. If the signal difference exceeds a value stored in the control unit 20 upwards (clearance too large) or downwards (clearance too small or not available), the control unit generates a second warning signal, for example by activating a second (for example red) warning light 24, which indicates that the service brake should be checked as soon as possible and, if necessary, that the vehicle's travel speed is limited.
  • a second warning signal for example by activating a second (for example red) warning light 24, which indicates that the service brake should be checked as soon as possible and, if necessary, that the vehicle's travel speed is limited.
  • the warning display 24 is also designed as a holding circuit and remains set until the service brake is checked in a specialist workshop and can be reset there, for example using a diagnostic device.
  • the warning display 24 can be designed as a visual warning signal, for example flashing, and / or combined with an acoustic warning signal or in some other way.
  • impermissible deviations in the setpoint values of the signal values a and b can also be stored in a fault memory of the control device 20 and read out via diagnostic devices.
  • the monitoring of the clearance s of the brake linings 12, 14 on the brake calipers 10 by comparing the signal values a and b in the control unit 20 can take place every time the vehicle is started, after defined time or braking intervals or continuously.
  • a reverse use of the signal values a and b is of course also possible, for example in such a way that the signal value b is used to detect the brake lining wear when the brake is not actuated, while the signal value a is used to form the signal difference for the clearance monitoring when the brake is actuated.
  • the displacement sensors 18 are to be provided in the power flow after the adjusting devices in order to be able to always compensate for the brake lining wear.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine druckluftbetätigte Betriebsbremse eines Kraftfahrzeuges beschreibt die DE 42 12 407 A1 , gemäß der über ein in die Bremsbetätigungskette je Fahrzeugrad eingeschaltetes Drehpotentiometer und eine elektronische Auswerteeinheit zum einen die Bremsbelagstärke (Verschleißanzeige) und zum anderen durch Auswertung der Ausgangssignale eines Drehwinkelsensors einer Nachstelleinrichtung das momentane Lüftspiel ermittelt wird. Konkret wird hierzu durch eine Auswerteeinrichtung, die den Wert des Ausgangssignals des Drehwinkelsensors erfasst, bei jeder Veränderung des Ausgangssignals die Signaldifferenz zum vorherigen Signalwert ermittelt und aus dieser Signaldifferenz das momentane Lüftspiel ermittelt bzw. errechnet. Unter Lüftspiel versteht sich der Abstand der jeweiligen Bremsbeläge zu den zugehörigen Reibpartnern am Fahrzeugrad; das Lüftspiel darf nicht zu groß sein, um die Funktionsfähigkeit der Betriebsbremse (Ansprechverhalten, Bremspedalweg, etc.) nicht zu beeinträchtigen. Bei dem bekannten Verfahren wird die Signaldifferenz ausgehend von einem regulären Lüftspiel von zum Beispiel 0,8 mm fortwährend erfasst und abhängig von der ermittelten Abweichung bzw. Vergrößerung des Lüftspiels ein Warnsignal dann generiert, wenn das Lüftspiel zu groß ist. Dieses Warnsignal soll den Fahrzeugführer veranlassen, mehrmalige Bremsbetätigungen kurz hintereinander auszuführen, um über die in die Betätigungskette der Bremsbetätigung integrierten, automatischen Nachstelleinrichtungen das Lüftspiel wieder zu verkleinern oder aber um auf technische Fehlfunktionen hinzuweisen. Konkret wird hier somit ein Lüftspiel aus einem Sensorsignal eines Drehwinkelsensors errechnet. Diese Vorgehensweise ist jedoch ungeeignet, um eine Fehlfunktion an Bremse und Bremsanlage feststellen zu können. Beispielsweise könnte mit einer derartigen Anordnung kein unbeabsichtigtes Zustellen der Bremse erkannt werden. Folge hiervon wäre ein Heißlaufen der Bremse, das sowohl Bremsenteile als auch zum Teil benachbarte Bauteile zerstört.
  • Aus der DE 102 11 813 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionssicherheit von Verschleiß- und/oder Funktionsteilen bekannt.
  • Die EP 0 460 376 A2 beschreibt eine Bremsbetätigungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Nachstellen einer Bremse.
  • Aus der US 7,555,375 B2 ist ein Sensorsystem zur Überwachung des Belagverschleißes einer Scheibenbremse bekannt.
  • Die US 5,992,579 A zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erkennung einer falsch eingestellten Spielnachstellung für Bremsen.
  • Aus der DE 92 18 248 U1 ist ein Lüftspieldetektor für eine druckluftbetätigte Scheibenbremse bekannt.
  • Die DE 195 34 854 A1 zeigt einen Betätigungshebel für eine Bremse.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen und Bussen, nahezu ohne Mehraufwand derart weiterzubilden, dass eine noch verbesserte Überwachung des Lüftspiels erzielt wird. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens vorzusehen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, mit je Radbremse wenigstens einem Wegsensor vorgeschlagen, der in die Betätigungskette der Bremsbetätigung eingeschaltet ist und der mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden ist, wobei der Wegsensor den Belagverschleiß signalisiert und zugleich mittels der Auswerteeinheit das Lüftspiel dergestalt erfasst wird, dass bei einer mit Bezug zu einem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Vergrößerung des Lüftspiels und damit einem zu großen Lüftspiel eine Warnanzeige aktiviert wird. Erfindungsgemäß sind der Wegsensor und die Auswerteeinheit so ausgelegt, dass durch Auswertung der Signaldifferenz der Wegsensorsignale bei betätigter und nichtbetätigter Betriebsbremse ein aktuelles Lüftspiel als Ist-Lüftspiel erfasst und damit jedwede Abweichung des Lüftspiels vom Soll-Lüftspiel erfassbar ist.
  • Damit kann sowohl bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Überschreitung und damit einem zu großen Lüftspiel als auch bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Unterschreitung und damit einem zu kleinem oder keinem Lüftspiel die Warnanzeige aktiviert werden, zum Beispiel durch Hinterlegung eines Warnsignals in einem elektronischen Bremssystem (EBS). Mit anderen Worten kann mit der erfindungsgemäßen Lösung auch in solchen Fällen von der Auswerteeinheit ein Warnsignal bzw. eine Warnanzeige aktiviert und/oder ausgegeben werden, in denen aufgrund eines zu geringen Lüftspiels eine zu geringe Signaldifferenz oder aufgrund keines Lüftspiels entsprechend keine Signaldifferenz auftritt. Während bei dem aus der DE 42 12 407 A1 bekannten Verfahren signaltechnisch stets von einem regulären Lüftspiel ausgegangen wird, ist es mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung möglich, das gesamte, mögliche Signalspektrum auszuwerten und neben der Gefahr einer mangelhaften Bremswirkung durch ein zu großes Lüftspiel vor allem auch die Gefahr eines Heißlaufens der Bremse aufgrund eines zu kleinen Lüftspiels zu erfassen. Mit der erfindungsgemäßen Lüftspiel-Überwachung kann daher eine Fehlfunktion der Radbremse sowohl durch eine in einem definierten Maße erfolgende Über- als auch durch Unterschreitung eines Soll-Lüftspiels ebenso wie eine Fehlfunktion der Bremsanlage, zum Beispiel hinsichtlich des Restdrucks im Bremszylinder, frühzeitig erkannt werden und somit frühzeitig vor einem Versagen der Bremsanlage gewarnt werden. Da die Sensoreinheiten für die Belagverschleißerkennung regelmäßig bereits serienmäßig vorhanden sind, entsteht kein nennenswerter Bauteilmehraufwand und es ergibt sich eine erhöhte Betriebssicherheit für Bremsanlagen, da die Werte elektronisch erfasst und zum Beispiel auch bereits On-Board ausgewertet werden können. Somit ist eine Lüftspielkontrolle ohne Demontage der Scheibenräder möglich. Das Lüftspiel muss nicht mehr manuell überprüft werden. Das Warnsignal wird also mit einer erfindungsgemäßen Lüftspiel-Überwachung auch dann über die Auswerteeinheit generiert, wenn an der Bremsanlage, zum Beispiel bei einer Fehlfunktion der Verschleißnachstellung, kein oder ein zu geringes Lüftspiel vorliegt, was durch den ständigen Reibkontakt zwischen den Bremsbelägen und dem drehenden Reibpartner (zum Beispiel einer Bremsscheibe) zu einer heißlaufenden Fahrzeugbremse führen könnte.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der mit einer Zustelleinrichtung funktionell verbundene Wegsensor die sich ändernde Position der Zustelleinrichtung bei einer Betätigung der Betriebsbremse als einen ersten Signalwert erfasst. Entsprechend erfasst der Wegsensor auch bei nicht betätigter Betriebsbremse und dementsprechend um ein definiertes Lüftspiel von der Bremsscheibe abgehobenen Bremsbelägen einen zweiten Signalwert, so dass anschließend mittels der Auswerteeinheit die Signaldifferenz, insbesondere Spannungsdifferenz, zwischen den ersten und zweiten Signalwerten verglichen werden kann, wobei für den Fall, dass die Signaldifferenz einen in der Auswerteeinheit abgelegten Vergleichs- oder Schwellwert überschreitet ein zu großes Lüftspiel festgestellt wird und für den Fall, dass die Signaldifferenz einen in der Auswerteeinheit abgelegten Vergleichs- oder Schwellwert unterschreitet ein zu kleines Lüftspiel festgestellt wird und dementsprechend von der Auswerteeinheit jeweils ein Warnsignal aktiviert wird. Diese Überwachung kann fortwährend oder auch intervallmäßig zu definierten Zeiten erfolgen.
  • Erfindungsgemäß generiert die Auswerteeinheit in ihrer Priorität zumindest zwei unterschiedliche Warnsignale, denen unterschiedliche Warnstufen zugeordnet sind. Beispielsweise kann einem ein definiert irreguläres Lüftspiel anzeigenden Warnsignal (optisch und/oder akustisch) eine höhere Priorität zugewiesen werden als einem demgegenüber eine geringere Priorität aufweisenden Warnsignal. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass das Warnsignal mit höherer Priorität zu einer schnellstmöglichen Überprüfung der Bremsanlage auffordert und/oder eine Geschwindigkeitsverringerung des Kraftfahrzeuges bewirkt, um einer gegebenenfalls auftretenden Überhitzung der Bremsanlage durch ein zu kleines oder kein Lüftspiel entgegenzuwirken oder bei zu großem Lüftspiel eine Beeinträchtigung der Bremswirkung auszuschließen. Das Warnsignal mit der höheren Priorität kann alternativ aber auch nur dann generiert werden, wenn ein zu geringes Lüftspiel detektiert wird.
  • Ferner sind erfindungsgemäß bei einer hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektromechanisch betriebenen Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges mit Scheibenbremsen an den Fahrzeugrädern die jeweiligen Wegsensoren als Linearsensoren unmittelbar in die Bremssättel der Scheibenbremsen integriert, die neben der die Bremsbelagstärke definierenden Position auch den Anlegeweg der Bremsbeläge bei jeder oder bei definierten Bremsbetätigungen erfassen. Damit ist eine besonders exakte Erfassung des Lüftspiels erreichbar, indem jegliche Leerspiele, Bauteiltoleranzen, etc. in der Betätigungskette der Betriebsbremse eliminiert sind bzw. unmittelbar der Stellweg der Bremsbeläge bzw. der Belagträger messtechnisch erfasst wird.
  • Schließlich kann bei einer elektronisch geregelten Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges die Auswerteeinheit der Wegsensoren in das elektronische Steuergerät der Betriebsbremse implementiert sein, wodurch zusätzliche Bauteile oder elektrische Leitungen, etc. entfallen können und lediglich eine entsprechende Modifikation des Steuergerätes zu erfolgen hat. Dies schließt gegebenenfalls auch den Vorteil einer leichten Nachrüstbarkeit der verfahrensgemäßen Schritte an bereits vorhandenen Kraftfahrzeugen ein.
  • Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielenden Vorteile wurden bereits zuvor in Verbindung mit der Verfahrensführung ausführlich erläutert. Insofern wird auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen. Weiter wird auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit einer derartigen Vorrichtung beansprucht, das ebenfalls die zuvor genannten Vorteile aufweist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beiliegenden, grob schematischen Zeichnung näher erläutert, die eine Draufsicht auf einen Bremssattel einer Scheibenbremse einer Betriebsbremse eines Kraftfahrzeuges mit einem integrierten Wegsensor zur Erfassung des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels zeigt, wobei die Signaldaten in einem nur angedeuteten elektronischen Steuergerät der Betriebsbremse ausgewertet werden.
  • In der Zeichnung ist mit 10 ein Bremssattel bezeichnet, der Teil einer Scheibenbremse eines Fahrzeugrades eines Kraftfahrzeuges bildet und dessen Bremsbeläge mit Belagträgern 12, 14 über eine nicht dargestellte Zustelleinheit der Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs an eine Bremsscheibe 16 (nur teilweise eingezeichnet) anpressbar sind. Der Bremssattel 10 kann bekannter Bauart sein und ist nur soweit dargestellt und beschrieben, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
  • In den Bremssattel 10 ist ein linearer Wegsensor 18 integriert, der mit seinem Gehäuse 18a mit der Zustelleinrichtung bzw. einem Hydraulikkolben (nicht ersichtlich) einerseits funktionell verbunden ist und mit seiner Messsonde 18b andererseits an das Gehäuse 10a des Bremssattels 10 angeschlossen ist und der bei betätigter Betriebsbremse die sich ändernde Position der Zustelleinrichtung relativ zum Gehäuse 10a des Bremssattels 10 als einen Signalwert a erfasst.
  • Bei nicht betätigter Betriebsbremse sind die Bremsbeläge mit den Belagträgern 12, 14 um ein kumuliert eingezeichnetes Lüftspiel s von der Bremsscheibe 16 abgehoben, wobei dann der Wegsensor 18 einen zweiten Signalwert b abgibt, der unterschiedlich zum Signalwert a ist.
  • Der lineare Wegsensor 18 kann in bekannter Weise als ein Magnetfeldsensor ausgeführt sein, der je nach Eintauchtiefe unterschiedliche Spannungswerte abgibt, die einem nur angedeuteten, elektronischen Steuergerät 20 der Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges übermittelt werden.
  • So können zum Beispiel die Signale vl, vr, hl, hr von vorderen und hinteren, linksseitigen und rechtsseitigen Fahrzeugrädern bzw. deren Bremssättel 10 mit integrierten Wegsensoren 18 im Steuergerät 20 wie nachstehend beschrieben ausgewertet werden.
  • Dem Steuergerät 20 werden soweit hier relevant ein Bremssignal B und ein Bremsdrucksignal P zur Erfassung des Betriebszustandes der Bremsanlage (Bremszustand oder Lösezustand) zugeführt.
  • Der Signalwert a der Wegsensoren 18 dient bei betätigter Betriebsbremse zur Erfassung des Verschleißes der Bremsbeläge 12, 14. Liegt der Wert a eines der Bremssättel 10 unterhalb eines definierten Schwell- oder Signalwerts a, so wird über das elektronische Steuergerät 20 ein erstes Warnsignal generiert, das zum Beispiel eine Warnleuchte 22 geringerer Priorität (zum Beispiel gelb leuchtend) aktiviert.
  • Das Warnsignal kann als Halteschaltung ausgeführt sein und bleibt stets bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs gesetzt, bis gegebenenfalls die Bremsbeläge 12, 14 erneuert sind. Die Verschleißanzeige 22 erfolgt in bekannter Weise so frühzeitig, dass keine sofortige Beeinträchtigung in der Funktionsfähigkeit der Betriebsbremse vorliegt und die momentane Einsatzfähigkeit des Kraftfahrzeuges zuverlässig gegeben ist.
  • Mit dem Lösen der Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges stellt sich das Lüftspiel s an den Bremssätteln 10 wieder ein, wobei sich der Signalwert a in den Signalwert b für eine nicht betätigte Betriebsbremse ändert.
  • Über das Steuergerät 20 wird die Signaldifferenz bzw. Spannungsdifferenz zwischen den Signalwerten a und b verglichen. Übersteigt die Signaldifferenz einen im Steuergerät 20 abgelegten Wert nach oben (Lüftspiel zu groß) oder nach unten (Lüftspiel zu klein oder nicht vorhanden), so generiert das Steuergerät ein zweites Warnsignal zum Beispiel durch Aktivieren einer zweiten (zum Beispiel roten) Warnleuchte 24, die auf eine schnellstmöglich erforderliche Überprüfung der Betriebsbremse und gegebenenfalls auf eine Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges hinweist.
  • Die Warnanzeige 24 ist ebenfalls als Halteschaltung ausgeführt und bleibt bis zur Überprüfung der Betriebsbremse in einer Fachwerkstatt gesetzt und kann dort zum Beispiel über ein Diagnosegerät wieder zurückgesetzt werden. Die Warnanzeige 24 kann als optisches Warnsignal, zum Beispiel blinkend, und/oder kombiniert mit einem akustischen Warnsignal oder anderweitig ausgeführt sein.
  • Neben den Warnanzeigen 22, 24 können unzulässige Abweichungen der Sollwerte der Signalwerte a und b auch in einem Fehlerspeicher des Steuergerätes 20 abgelegt und über Diagnosegeräte ausgelesen werden.
  • Die Überwachung des Lüftspiels s der Bremsbeläge 12, 14 an den Bremssätteln 10 durch Vergleich der Signalwerte a und b im Steuergerät 20 kann bei jedem Fahrzeugstart, nach definierten Zeit- oder Bremsintervallen oder ständig erfolgen. Auch eine umgekehrte Verwendung der Signalwerte a und b ist selbstverständlich möglich, zum Beispiel dergestalt, dass mit dem Signalwert b bei nicht betätigter Bremse der Bremsbelagverschleiß erfasst wird, während mit dem Signalwert a bei betätigter Bremse die Signaldifferenz zur Lüftspiel-überwachung gebildet wird.
  • Wenn in der Betätigung der Betriebsbremse automatisch wirkende Nachstelleinrichtungen verwendet sind, so sind die Wegsensoren 18 im Kraftfluss nach den Nachstelleinrichtungen vorzusehen, um den Bremsbelagverschleiß stets ausgleichen zu können.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, mit je Radbremse wenigstens einem Wegsensor (18), der in die Betätigungskette der Bremsbetätigung eingeschaltet ist und der mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden ist, wobei der Wegsensor (18) den Belagverschleiß signalisiert und zugleich mittels der Auswerteeinheit das Lüftspiel erfasst wird, und wobei bei einer mit Bezug zu einem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Vergrößerung des Lüftspiels und damit einem zu großen Lüftspiel eine Warnanzeige aktiviert wird, wobei der Wegsensor (18) und die Auswerteeinheit (20) so ausgelegt sind, dass durch Auswertung der Signaldifferenz der Wegsensorsignale bei betätigter und nichtbetätigter Betriebsbremse ein aktuelles Lüftspiel (s) als Ist-Lüftspiel erfasst und damit jedwede Abweichung des Lüftspiels (s) vom Soll-Lüftspiel erfassbar ist, wobei sowohl bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Überschreitung und damit einem zu großen Lüftspiel (s) als auch bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Unterschreitung und damit einem zu kleinem oder keinem Lüftspiel (s) die Warnanzeige aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Scheibenbremsen (10, 16) als Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges die Wegsensoren (18) als Linearsensoren unmittelbar in die Bremssättel (10) integriert sind und neben der die Bremsbelagstärke definierenden Position auch den Anlegeweg der Bremsbeläge (12, 14) bei jeder oder bei definierten Bremsbetätigungen erfassen, dergestalt, dass der Wegsensor (18) mit seinem Gehäuse (18a) mit einer Zustelleinrichtung einerseits, funktionell verbunden ist und mit seiner Messsonde (18b) andererseits an ein Gehäuse (10a) des Bremssattels (10) angeschlossen ist, so dass bei betätigter Betriebsbremse die sich ändernde Position der Zustelleinrichtung relativ zum Gehäuse (10a) des Bremssattels (10) als erster Signalwert (a) erfasst wird, dass der Wegsensor (18) bei nicht betätigter Betriebsbremse und dementsprechend um ein definiertes Lüftspiel (s) von der Bremsscheibe (16) abgehobenen Bremsbelägen einen zweiten Signalwert (b) erfasst,
    dass mittels der Auswerteeinheit (20) die Signaldifferenz, insbesondere Spannungsdifferenz, zwischen den ersten und zweiten Signalwerten (a, b) verglichen wird, wobei für den Fall, dass die Signaldifferenz einen in der Auswerteeinheit (20) abgelegten Vergleichs- oder Schwellwert überschreitet ein zu großes Lüftspiel festgestellt wird und für den Fall, dass die Signaldifferenz einen in der Auswerteeinheit (20) abgelegten Vergleichs- oder Schwellwert unterschreitet ein zu kleines Lüftspiel festgestellt wird und dementsprechend von der Auswerteeinheit (20) jeweils ein Warnsignal aktiviert wird, und dass die Auswerteeinheit (20) in ihrer Priorität zumindest zwei unterschiedliche Warnsignale (22, 24) generiert, denen unterschiedliche Warnstufen zugeordnet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal (24) mit der höheren Priorität nur dann generiert wird, wenn ein zu geringes Lüftspiel (s) detektiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektronisch geregelten Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges die Auswerteeinheit der Wegsensoren (18) in das elektronische Steuergerät (20) der Betriebsbremse implementiert ist.
  4. Vorrichtung zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit je Radbremse wenigstens einem Wegsensor (18), der in die Betätigungskette der Bremsbetätigung eingeschaltet ist und der mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden ist, wobei der Wegsensor (18) den Belagverschleiß signalisiert und zugleich mittels der Auswerteeinheit das Lüftspiel (s) erfassbar ist, und wobei eine Warnanzeige vorgesehen ist, die bei einer mit Bezug zu einem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Überschreitung des Lüftspiels (s) und damit einem zu großen Lüftspiel aktivierbar ist, wobei der Wegsensor (18) und die Auswerteeinheit (20) so ausgelegt sind, dass durch Auswertung der Signaldifferenz der Wegsensorsignale bei betätigter und nichtbetätigter Betriebsbremse ein aktuelles Lüftspiel (s) als Ist-Lüftspiel erfasst und damit jedwede Abweichung des Lüftspiels (s) vom Soll-Lüftspiel erfassbar ist, wobei sowohl bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Überschreitung und damit einem zu großem Lüftspiel (s) als auch bei einer mit Bezug zu dem vorgegebenen Soll-Lüftspiel erfassten definierten Unterschreitung und damit einem zu kleinem oder keinem Lüftspiel (s) die Warnanzeige aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Scheibenbremsen (10, 16) als Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges die Wegsensoren (18) als Linearsensoren unmittelbar in die Bremssättel (10) integriert sind und so ausgelegt sind, dass diese neben der die Bremsbelagstärke definierenden Position auch den Anlegeweg der Bremsbeläge (12, 14) bei jeder oder bei definierten Bremsbetätigungen erfassen, dergestalt, dass der Wegsensor (18) mit seinem Gehäuse (18a) mit einer Zustelleinrichtung einerseits funktionell verbunden ist und mit seiner Messsonde (18b) andererseits an ein Gehäuse (10a) des Bremssattels (10) angeschlossen ist, so dass bei betätigter Betriebsbremse die sich ändernde Position der Zustelleinrichtung relativ zum Gehäuse (10a) des Bremssattels (10) als Signalwert (a) erfasst wird, und dass die Auswerteeinheit (20) in ihrer Priorität zumindest zwei unterschiedliche Warnsignale (22, 24) generiert, denen unterschiedliche Warnstufen zugeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektronisch geregelten Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges die Auswerteeinheit der Wegsensoren (18) in das elektronische Steuergerät (20) der Betriebsbremse implementiert ist.
  6. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung zum Überwachen des Bremsbelagverschleißes und des Lüftspiels einer Betriebsbremse nach Anspruch 4 oder 5.
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